We analyzed mechanical properties and structure of polypropylene fibers with different concentrations of single-wall carbon nanotubes (SWNTs) and draw down ratios (DDR). Tensile tests show a three times increase in the Young's modulus with addition of only 1 wt% SWNT, and much diminished increase of modulus with further increase in SWNT concentration. Microscopic study of the mechanism of reinforcement by SWNT included Raman spectroscopy and wide-angle X-ray diffraction (WAXD). The results show linear transfer of the applied stress from the polymer matrix to SWNT. Analysis of WAXD data demonstrates formation of a β-crystal phase in polypropylene matrix under the strain

چکیده

ما خواص مکانیکی و ساختار الیاف پلی­ پروپیلن را با غلظت­ های مختلف نانولوله کربنی تک جداره (SWNTها) و نسبت­ های کشش (DDR) آنالیز کردیم. آزمون­ های کششی افزایش سه برابری در مدول یانگ را با افزودن تنها 1 درصد وزنی SWNT و افزایش بسیار تقلیل ­یافته مدول را با افزایش بیشتر در غلظت SWNT نشان دادند. بررسی میکروسکوپی مکانیزم تقویت توسط SWNT شامل طیف­ سنجی رامان و پراش اشعه X زاویه پهن (WAXD) می­ باشد. نتایج، انتقال خطی تنش اعمال شده را از ماتریس پلیمری به SWNT نشان می­ دهد. آنالیز داده­ های WAXD نشان دهنده تشکیل فاز کریستال β در ماتریس پلی­ پروپیلن تحت کرنش می­ باشد.

1-مقدمه

بررسی­ های تجربی و تئوری نشان می ­دهد که نانولوله های کربنی (CNT) دارای خواص مکانیکی قابل توجه در ازای مقادیر مدول یانگ هستند و مدول خمشی کشسانی طناب­ های نانولوله تک جداره از مرتبه TPa و استحکام کششی به اندازه GPa 200 بودند. این خواص مکانیکی عالی و نسبت ابعاد (منظر) بالا، نانولوله­ های کربنی را به یک عامل تقویت­ کننده ایده­ آل در مواد نانوکامپوزیت تبدیل می­ کند...